A szünetmentes tápegység karbantartása. A szünetmentes tápegység (UPS) célja, a források típusai

A civilizáció fejlődésével egyre több energiát kezd fogyasztani, különös tekintettel az elektromos szerszámgépekre, gyárakra, elektromos szivattyúkra, utcai lámpákra, a lakások lámpáira ... A rádió, televízió, telefon, számítógép megjelenése lehetőséget adott az emberiség számára, hogy felgyorsítja az információcserét, azonban még az áramforrásokhoz is kötötte, mert most sok esetben az áramkimaradás egyenértékű a szállítási csatorna elvesztésével információáramlás... Ez a helyzet a legmodernebb iparágak szempontjából a legkritikusabb, különösen ott, ahol a fő termelési eszköz a számítógépes hálózatok.

Régóta kiszámolták, hogy pár hónapos munka után a számítógépen tárolt információk költségei meghaladják maga a PC költségeit. Az információ hosszú ideje egyfajta termékké vált - létrehozzák, kiértékelik, eladják, megvásárolják, felhalmozzák, átalakítják ... és néha elveszítik különféle okokból. Természetesen az információvesztési problémák akár a fele a számítógépes szoftveres vagy hardveres hibákból származik. Minden más esetben általában problémák vannak a rossz minőségű számítógép tápellátásával.

Kiváló minőségű áramellátás biztosítása a számítógép-alkatrészek számára garantálja a stabil működését számítógépes rendszer... Az egész hónapos munka sorsa időnként függ az elektromos hálózat alakjától és minőségi jellemzőitől, a teljesítmény-összetevők sikeres megválasztásától. Ezen megfontolások alapján kidolgozták az alábbiakban vázolt kutatási módszertant, amelynek célja a szünetmentes tápegységek minőségi jellemzőinek tesztelésének további alapja.

1. GOST rendelkezések
2. UPS osztályozás (leírás, ábra)
   • Offline
   • Vonal-interaktív
   • Online
   • Alaptípusok kapacitás szerint
3. Fizika
   • a. Teljesítménytípusok, számítási képletek:
     • Azonnali
     • Aktív
     • Reaktív
     • Teljes
4. Tesztelés:
   • Teszt célja
   • A. Általános terve
   • Ellenőrizendő paraméterek
5. A teszteléshez használt berendezések
6. Bibliográfia

GOST rendelkezések

Az oroszországi elektromos hálózatokkal kapcsolatos mindent a GOST 13109-97 (amelyet az Államközi Szabványügyi, Metrológiai és Tanúsítási Tanács a GOST 13109-87 helyett elfogadott) rendelkezései szabályozzák. A jelen dokumentum előírásai teljes mértékben megfelelnek az IEC 861, IEC 1000-3-2, IEC 1000-3-3, IEC 1000-4-1 és az IEC 1000-2-1, IEC 1000-2-2 nemzetközi szabványoknak az áramellátó rendszerek elektromágneses összeférhetőségi szintje és az elektromágneses interferencia mérésének módszerei.

A GOST által az oroszországi elektromos hálózatokra vonatkozó standard mutatók a következő jellemzők:

• tápfeszültség - 220 V ± 10%
• frekvencia - 50 ± 1 Hz
• a feszültség hullámalakjának harmonikus torzulása - kevesebb, mint 8% hosszú ideig és 12% - rövid ideig

A dokumentumban meghatározott és tipikus problémák tápegység. Leggyakrabban a következőkkel kell megküzdenünk:

• A hálózat teljes feszültségvesztése (a hálózatban 40 másodpercnél hosszabb ideig nincs feszültség a tápvezetékek megsértése miatt)
• A süllyedés (a hálózat feszültségének rövid távú csökkenése a névleges érték 80% -ánál kevesebb, mint 1 periódus (1/50 másodperc) alatt az erős terhelések beszámításának következménye, amely külsőleg a világító lámpák) és kitörések (a hálózat feszültségének rövid távú növekedése a névleges 110% -ánál hosszabb ideig, 1 másodpercnél hosszabb ideig (másodperc 1/50); nagy terhelés lekapcsolásakor jelennek meg, külsőleg pedig világító lámpák) különböző időtartamú feszültségek (jellemzőek a nagyvárosokra)
• Nagyfrekvenciás zaj - elektromágneses vagy más eredetű rádiófrekvenciás interferencia, nagy teljesítményű nagyfrekvenciás eszközök, kommunikációs eszközök működésének eredménye
• A frekvenciaeltérés a tartományon kívül
• Nagyfeszültségű túlfeszültségek - rövid távú feszültségimpulzusok 6000 V-ig és időtartama legfeljebb 10 ms; zivatarok alatt, statikus elektromosság következtében jelennek meg, a kapcsolók íveltetése miatt nincsenek külső megnyilvánulásai
• Frekvencia elfogy - a frekvencia 3 vagy több Hz-es változása a névlegeshez (50 Hz) képest, akkor jelenik meg, ha az áramforrás instabil, külsőleg pedig nem jelenhet meg.

Mindezek a tényezők meglehetősen "vékony" elektronika meghibásodásához vezethetnek, és mint gyakran előfordul, adatvesztéshez vezethetnek. Az emberek azonban már rég megtanultak védekezni: hálózati feszültségszűrők, "csillapító" túlfeszültségek, dízelgenerátorok, amelyek "globális szintű" áramkimaradás esetén áramot szolgáltatnak a rendszereknek, végül szünetmentes tápegységek - a a személyi számítógépek, szerverek, mini-automata telefonközpontok és mások védelme. Csaknem az utolsó eszközkategória, és megvitatásra kerül.
UPS osztályozás

Az UPS különféle szempontok szerint "osztható", különösképpen teljesítmény (vagy alkalmazás) és a művelet típusa (architektúra / eszköz) szerint. Mindkét módszer szorosan összefügg egymással. Kapacitás szerint az UPS-eket felosztják

1. Szünetmentes tápegységek alacsony fogyasztású(teljes teljesítménnyel 300, 450, 700, 1000, 1500 VA, 3000 VA-ig - on-line is)
2. Kis és közepes teljesítmény(teljes teljesítménnyel 3-5 kVA)
3. Közepes teljesítmény(teljes teljesítménnyel 5-10 kVA)
4. Nagy teljesítményű(teljes teljesítménnyel 10-1000 kVA)

Az eszközök működési elve alapján a szakirodalomban jelenleg a szünetmentes tápegységek kétféle osztályozását alkalmazzák. Az első típus szerint az UPS-eket két kategóriába sorolják: onlineés off-line, amelyek viszont osztva vannak lefoglalés vonal-interaktív.

A második típus szerint az UPS-eket három kategóriába sorolják: lefoglal (offline vagy készenléti), vonal-interaktív (vonal-interaktív) és Dupla átalakítású UPS (online).

A besorolás második típusát fogjuk használni.

Vizsgáljuk meg először az UPS típusai közötti különbséget. A tartaléktípus forrásai a séma szerint készülnek egy kapcsolóberendezéssel, amely normál üzemben biztosítja a terhelés közvetlen csatlakoztatását a külső áramellátó hálózathoz, és vészhelyzeti üzemmódban - akkumulátorokból táplálja át az áramellátást. Az ilyen típusú UPS előnye az egyszerűsége, a hátránya az akkumulátorra való kapcsolás nulla nélküli ideje (kb. 4 ms).

Interaktív vonalas UPS a séma szerint készült kapcsolóberendezéssel, kiegészítve egy bemeneti feszültségstabilizátorral, amely kapcsolt tekercsekkel ellátott autotranszformátoron alapul. Az ilyen eszközök fő előnye a terhelés elleni védelem a túlfeszültség vagy a túlfeszültség ellen anélkül, hogy vészüzemmódba lépnének. Az ilyen eszközök hátránya az is, hogy nulla (kb. 4 ms) az akkumulátorokra váltás ideje.

Dupla konverziós UPS feszültség abban különbözik, hogy megérkezik a bemenetre AC feszültség előbb egy egyenirányító alakítja át egyenárammá, majd - inverter segítségével - ismét váltóárammá. Az akkumulátor állandóan csatlakozik az egyenirányító kimenetéhez és az inverter bemenetéhez, és vészüzemmódban látja el. Így a kimeneti feszültség kellően nagy stabilitást ér el, függetlenül a bemenet feszültségingadozásaitól. Ezenkívül hatékonyan elnyomják az ellátási hálózatban bőségesen előforduló interferenciákat és zavarokat.

A gyakorlatban egy ilyen osztályú UPS, ha csatlakozik a hálózathoz váltakozó áram lineáris terhelésként viselkedjen. Ennek a kialakításnak az előnye, hogy az akkumulátorra váltás ideje nulla, hátránya a hatékonyság csökkenése a kettős feszültség-átalakítás során bekövetkező veszteségek miatt.

Fizika

Az elektrotechnikával kapcsolatos összes referenciakönyv négyféle energiát különböztet meg: azonnali, aktív, reaktívés teljes. Azonnali erő a pillanatnyi feszültségérték és a pillanatnyi áramérték szorzataként kerül kiszámításra egy tetszőlegesen megválasztott időpillanatra, vagyis

Mivel egy r u = ir ellenállású áramkörben, akkor

A vizsgált áramkör időszakos átlagos P teljesítménye megegyezik a pillanatnyi teljesítmény állandó komponensével

A periódus átlagos váltakozó áramát hívjuk aktív ... Az aktív teljesítmény mértékegységét, a volt-ampert, wattnak (W) nevezzük.

Ennek megfelelően az r ellenállást aktívnak nevezzük. Mivel U = Ir, akkor

Általában az aktív teljesítmény az, amelyet a készülék energiafogyasztásaként értünk.

Reaktív teljesítmény - az elektromos készülékekben az elektromágneses tér energiájának ingadozása által létrehozott terheléseket jellemző érték. Szinuszos áram esetén megegyezik a tényleges áram és feszültség szorzatával a közöttük lévő fázisszög szinuszával.

Teljes erő - a terhelés által felhasznált teljes teljesítmény (az aktív és a reaktív komponenseket egyaránt figyelembe vesszük). Az effektív bemeneti áram és feszültség szorzataként számolva. A mértékegység VA (Volt-Ampere). Mert a szinuszos áram az

Szinte minden elektromos készülék rendelkezik valamelyik címkével teljes erő eszköz vagy aktív áram.
Tesztelés

A tesztelés fő célja- bemutatni a tesztelt UPS viselkedését valós körülmények között, képet adni róla további jellemzők amelyek nem tükröződnek általános dokumentáció eszközökön a gyakorlatban meghatározza a különféle tényezők befolyását az UPS működésére, és esetleg segít meghatározni az egyik vagy másik szünetmentes tápegység választását.

Annak ellenére, hogy jelenleg nagyon sok ajánlás van az UPS kiválasztására, a tesztelés során elsősorban egy számításra számítunk további paraméterek, amelyet a berendezés megvásárlása előtt meg kell kérdeznie, másodszor, ha szükséges, állítsa be a kiválasztott vizsgálati módszerek és paraméterek készletét, és dolgozzon ki egy alapot a rendszerek teljes energiaútjának jövőbeni elemzéséhez.

A tesztelés általános terve a következő:

• Az eszközosztály megadása
• A gyártó által megadott tulajdonságok feltüntetése
• A szállítási terjedelem leírása (kézikönyv, kiegészítő zsinórok, szoftver elérhetősége)
• Rövid leírás megjelenés UPS (a kezelőpanelen található funkciók és a csatlakozók listája)
• Akkumulátor típusa (az akkumulátor kapacitásának megjelölésével, szervizelhető / nem használható, név, esetleg - cserélhetőség, további akkumulátorblokkok csatlakoztatásának lehetősége)
• A vizsgálatok "energia" komponense

A tesztelés során a következő paraméterek ellenőrzését tervezik:

• Az a bemeneti feszültségtartomány, amelynél az UPS hálózati tápellátással működik, anélkül, hogy átkerülne az elemekre. A nagyobb bemeneti feszültségtartomány csökkenti az UPS akkumulátorra történő átvitelét és meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát
• Ideje átállni az akkumulátorra. Minél rövidebb az átviteli idő, annál kisebb a terhelés meghibásodásának kockázata (az UPS-en keresztül csatlakoztatott eszköz). A kapcsolási folyamat időtartama és jellege nagymértékben meghatározza a berendezés működésének normális folytatásának lehetőségét. Számítógépes terhelés esetén a megszakítható megszakítási idő 20-40 ms.
• Az akkumulátorra váltás oszcillogramma
• Átkapcsolási idő az akkumulátorról a külső tápegységre
• Az akkumulátorról a külső tápegységre történő átkapcsolás oszcillogramma
• Nyitva tartás itt: offline... Ezt a paramétert kizárólag az UPS-be telepített akkumulátorok kapacitása határozza meg, ami viszont az UPS maximális kimeneti teljesítményének növekedésével nő. Szolgáltatni önerőből két modern számítógépek SOHO egy tipikus konfiguráció esetén 15-20 percig, az UPS maximális kimenő teljesítményének 600-700 VA nagyságrendűnek kell lennie.
• Kimeneti feszültség paraméterek az akkumulátor működéséhez
• Impulzus alakja az akkumulátor lemerülésének kezdetén
• Impulzus alakja az akkumulátor lemerülésének végén
• Az UPS kimeneti feszültségtartománya a bemeneti feszültség változásakor. Minél szűkebb ez a tartomány, annál kevésbé befolyásolja a bemeneti feszültség változásának a táplált terhelést.
• A kimeneti feszültség stabilizálása
• Kimeneti feszültség szűrése (ha van)
• Az UPS viselkedése a kimenet túlterhelése alatt
• Az UPS viselkedése terhelés meghibásodása esetén
• Az UPS hatékonyságának kiszámítása. Meghatározva a készülék kimenő teljesítményének és az áramforrásból származó energiafogyasztás arányának
• Teljes harmonikus torzítás, amely jellemzi, hogy a feszültség vagy az áram hullámformája mennyiben tér el a szinuszostól
  • 0% - szinuszos
  • 3% - a torzítás nem látható a szem számára
  • 5% - a torzítás a szem számára látható
  • akár 21% - trapéz alakú vagy lépcsős hullámforma
  • 43% - a jel téglalap alakú

Felszerelés

A tesztelés során nem valós munkaállomásokat és szervereket használunk, hanem egyenértékű terheléseket, amelyek stabil fogyasztási mintával és 1-hez közeli energiafelhasználási tényezővel rendelkeznek. A következő készletet tekintik jelenleg a tesztelés során használt fő berendezésnek:

Bibliográfia

1. GOST 721-77 Áramellátó rendszerek, hálózatok, források, átalakítók és elektromos energia vevői. Névleges feszültség 1000 V felett
2. GOST 19431-84 Energia és villamosítás. Kifejezések és meghatározások
3. GOST 21128-83 Áramellátó rendszerek, hálózatok, villamos energia-átalakítók és -vevők. Névleges feszültség 1000 V-ig
4. GOST 30372-95 kompatibilitás technikai eszközök elektromágneses. Kifejezések és meghatározások
5. Elméleti elektrotechnika, szerk. 9. felülvizsgált, M.-L., Energiya kiadó, 1965
6. A cég reklámanyaga
7. Internetes erőforrás

A rossz áramellátás a háztartási, irodai vagy ipari berendezések meghibásodásának egyik fő problémája. Annak ellenére, hogy az elektromos hálózat zavarai szakaszosak, káros hatással vannak a modern elektronikus eszközök csatlakozik egy konnektorhoz. A szünetmentes tápegységeket leggyakrabban a kritikus berendezések védelmére vagy adatok megtakarítására használják áramkimaradás esetén.

A szünetmentes tápegységek alapvető működési sémái és alkalmazási köre

Az UPS célja a terhelés helyes működésének biztosítása hirtelen "feszültségesés" vagy "túlfeszültség" esetén, valamint a csatlakoztatott berendezés rövid távú autonóm működésének biztosítása, amikor teljes leállítás elektromosság. A modern UPS három osztályra oszlik:

1. Biztonsági mentés vagy offline
2. Vonal-interaktív
3. Dupla energiaátalakítás

Kialakításuk és funkcionalitásuk némileg eltér egymástól, de mindenki kitalálhatja, hogyan kell használni a szünetmentes tápegységet.

Mire szolgál a készenléti UPS? Fő alkalmazási területe a háztartási számítógépek és multimédia berendezések védelme. Működésének sémája rendkívül egyszerű: normál üzemmódban a terhelést a hálózatról táplálják, és amikor a benne lévő feszültség eltűnik, a készülék akkumulátoros üzemre kapcsol. A működési típusok közötti átkapcsolási idő nem nulla. viszonylag olcsó, és megvédi a berendezést kisebb feszültség-túlfeszültségektől és rövid távú feszültséghibáktól.

A vonalas interaktív UPS előnyei a simább jelstabilizálás és a bemeneti feszültségek széles tartományában történő működés lehetősége. Az ilyen eszközök nem teszik lehetővé a jel frekvenciájának korrigálását, amikor az elektromos hálózatról táplálják, míg az akkumulátorcellákból történő táplálás módjában "tiszta" vagy hozzávetőleges szinuszoidot képesek előállítani. Hogyan használhatja a Line-Interactive UPS-t? Kiválóan alkalmas monitorok, rendszeregységek, LAN csomópontok, munkaállomások, számítógépes perifériák és egyéb kapcsoló tápegységekkel rendelkező eszközök védelmére, ami nagyszerűvé teszi.

A berendezések védelme szempontjából a legfejlettebb a kettős átalakítású UPS. De mi értékes az Online rendszer szerint tervezett szünetmentes tápegységben? Jellemzője az üzemmódok közötti pillanatnyi váltás és a kimeneti jel paramétereinek függetlensége az UPS bemenetén lévő paraméterektől. Ezért ez a fajta UPS, amelyet a berendezések váltására terveztek, különösen nagy igényt támaszt az áramellátás minőségére. Az online topológia szünetmentes tápegységei közül alkalmazási körük alapján a következő típusok különböztethetők meg:

A védőfelszerelések alternatívái

Sokan felteszik a kérdést: szüksége van-e szünetmentes áramforrásra, ha a hálózat feszültsége nem tűnik el, hanem egyszerűen "megugrik"? Szüksége van ebben az esetben szünetmentes tápegységre a számítógépéhez? Ezekre a kérdésekre adott válasz a feszültségstabilizátorok felé tekinthet. Ezek az eszközök lehetővé teszik a jel korrekcióját nagyon széles tartományban, a felhasználó által megadott feszültség táplálásával a terhelés bemenetére. Ez a fő előnye ezeknek az eszközöknek. A fő hátrány az, hogy a stabilizátor a hálózat feszültségének eltűnésével egyidejűleg leáll. A stabilizáló eszközök fő problémája az ellátás képtelensége autonóm munka Betöltés. Ezért fontos tisztán megérteni, hogy pontosan mitől kell megvédeni a berendezést: a jelszint ingadozásaitól vagy a gyakori és rövid távú áramkimaradásoktól. Az első esetben a helyzetből a kiút egy feszültségstabilizátor lesz, a másodikban - egy szünetmentes tápegység, amelynek célja valamivel szélesebb körű.

De mi van akkor, ha a jelszint az elektromos hálózatban viszonylag stabil, de hosszú áramkimaradások vannak? A kiút ebből a helyzetből a dízelgenerátor megvásárlása lehet. Különböző teljesítménytartományokban állnak rendelkezésre, és felhasználhatók mind a háztartási, mind az ipari létesítmények kiszolgálására. Vannak dízel és benzin modellek. A készülék indítója lehet kézi vagy elektromos. Az ilyen berendezés használatának előnye, hogy a berendezés hosszú autonóm működését képes megszakításokkal, kizárólag szervizelés vagy üzemanyag-feltöltés céljából. Ez a technika kompakt, könnyen karbantartható és könnyen kezelhető.

A betétbiztosítási rendszer működése nem nélkülöz számos hátrányt, amelyek a következők:

• A terhelés tápellátására való független átmenet lehetetlensége az áramellátó hálózat feszültségkimaradása esetén;
• Zaj működés közben;
• Kipufogó gáz;
• Nagyszámú fogyóeszköz (gyertya, üzemanyag stb.)

Komplex megoldások az elektronikus berendezések védelmére

A távközlés, a szerver vagy az ipari berendezések maximális védelme érdekében nem biztos, hogy elegendő egy típusú eszköz használata. Ezért a legoptimálisabb megoldás ezek kombinálása lehet. Például a vészvilágításhoz szükséges UPS nem nyújt megfelelő szintű autonómiát. Ezt a problémát egy szünetmentes tápegység és egy dízelgenerátor soros csatlakoztatása oldja meg. Miért van szüksége szünetmentes áramforrásra egy ilyen sémában? A feszültség szűrésére és a rendszer autonómiájának biztosítására mindaddig, amíg a generátor be nem indul és üzemmódba lép.

Miért és hogyan használhat szünetmentes tápegységet párhuzamosan egy feszültségstabilizátorral? A berendezés helyes működéséhez az elektromos hálózat azon szakaszain, ahol gyakori a feszültségesés, amely nem jár teljes leállítással. Emiatt a tervezési költségek jelentősen csökkenthetők: egy olcsó stabilizáló eszköz hatékony jelkorrekciót biztosít, a középszintű UPS pedig elfogadható szintű autonómia elérését teszi lehetővé.

A villamos energia minőségével szemben támasztott követelmények növekedése jelenleg teljesen természetes folyamat. Az említett szabványok követelményeit két komponens szabja meg. Az első a fogyasztók vágya arra, hogy a lehető legnagyobb mértékben megvédjék magukat az energiaellátó rendszer vészhelyzeteinek következményeitől. A második komponens a terhelés üzemi körülményeihez kapcsolódik. Ennek tartalmaznia kell az intelligens és elektromos villamos berendezések stabil és folyamatos működésének követelményeit, az ellátási hálózat veszteségeinek csökkentését és így tovább. Az energiaminőség problémájának technikai megoldásainak egyik hatékony lehetősége a szünetmentes tápegységek (UPS).

Az UPS fő ​​feladata a fogyasztó áramellátása abban a pillanatban, amikor a minőségi paraméterek meghaladják a szabályozott normákat (lehúzás, feszültségnövekedés, az alak jelentős torzulása ...). Ennek során az UPS:

• válassza le a tápfeszültségről, és az áramot továbbítsa a terhelésre a saját forrásán keresztül;
• ellátja a terhelést korrigált tápfeszültséggel.

A drágább UPS-eknél az elfogyasztott villamos energia minőségének javításának funkciója megvalósítható (a teljesítménytényező-korrektor integrálva van).

A szünetmentes tápegységek típusai

Három alapvető típusú UPS létezik.

1. Készenléti UPS(készenléti, offline, biztonsági mentések). A legegyszerűbb és legolcsóbb műszaki megoldás (például a népszerű APC Back-UPS CS 500). Jelentősen megnövekedett vagy csökkent feszültség esetén az UPS lekapcsolódik a 220 V-os hálózatról, és akkumulátoros üzemre vált. Az offline UPS fő ​​elemei: akkumulátorok (akkumulátor), Töltő, inverter, fokozatos transzformátor, vezérlőrendszer, szűrő (1. ábra).
   
   
   de)
   
   
   b)
   Rizs. 1 Normál működés (a) és akkumulátorral történő működés (b) Az offline UPS előnye, hogy alacsony költségű és magas hatékonyságú, ha hálózatról működik. Hátrányok: a kimeneti feszültség torzulásának magas szintje (nagy harmonikus torzítás, négyzethullám esetén ~ 30%), képtelenség beállítani a bemeneti feszültség paramétereit. A kimeneti feszültség jellemzőit az alábbiakban tárgyaljuk részletesebben.).
2. Interaktív UPS(Angol vonal - interaktív). Ez egy köztes típus egy olcsó és egyszerű offline UPS és egy drága multifunkcionális online UPS között (például ippon back office 600). Az offline UPS-szel ellentétben az interaktív forrás rendelkezik autotranszformátorral, amely lehetővé teszi a kimeneti feszültségszint fenntartását 220 V (+ -10%) ponton belül a hálózati feszültség csökkenése / növekedése esetén (2. ábra). Általános szabály, hogy az autotranszformátor feszültségszintjeinek száma kettőtől háromig terjed.
   
   
   (de)
   
   
   b)
   
   
   (ban ben)
   
   
   (G)
   Rizs. 2 Az interaktív UPS működése normál hálózati feszültségen (a), hálózati feszültségeséssel (b), megnövelt hálózati feszültséggel (c), hálózati feszültség meghibásodással vagy jelentős növekedéssel (d) A kimeneti feszültség szabályozását a váltás a transzformátor tekercselésének megfelelő csapjára. Mély leállás vagy a hálózati feszültség jelentős növekedése vagy teljes eltűnése esetén az UPS ezen osztálya az offline osztályhoz hasonlóan működik: leválasztják a hálózatról és az akkumulátorok energiáját felhasználva kimeneti feszültséget generálnak. A kimeneti jel alakját tekintve lehet szinuszos vagy téglalap alakú (vagy trapéz alakú).
   A vonal előnyei - interaktívak a készenléti UPS-hez képest: rövidebb átkapcsolási idő az akkumulátorok autonóm működésére, a kimeneti feszültségszint stabilizálása. Hátrányok: alacsonyabb hatékonyság, ha hálózatról üzemel, magasabb ár (az offline típushoz képest), a túlfeszültségek gyenge szűrése (impulzus túlfeszültség).
3. Dupla konverziós UPS(Angol kettős konverziós UPS, online). A legfunkcionálisabb és legdrágább típusú UPS. A szünetmentes tápegység mindig csatlakozik a hálózathoz. A szinuszos bemeneti áramot az egyenirányítón vezetjük át, szűrjük, majd visszafordítjuk AC-re. A linkben egyenáram külön DC / DC átalakító telepíthető. Mivel az inverter mindig működik, az akkumulátor üzemmódra való váltás előtti késés gyakorlatilag nulla. A kimeneti feszültség stabilizálása a hálózati feszültség csökkenése vagy süllyedése esetén jobb minőségű, ellentétben a vonal - interaktív UPS stabilizálásával. A hatékonyság 85% és 95% között lehet. A kimeneti feszültség gyakran szinuszos (harmonikus torzítás<5%).
   
   
   Rizs. 3 Az online UPS-opciók egyikének működési rajza ábra. A 3. ábra egy online UPS opció blokkvázlatát mutatja. A hálózati feszültséget itt egy félvezérelt egyenirányító javítja. Az impulzusfeszültséget leszűrjük, majd megfordítjuk. Az online UPS áramkörökben egy vagy több úgynevezett bypass (bypass kapcsoló) lehet jelen. Egy ilyen kapcsoló funkciója hasonló a reléhez: a terhelés átkapcsolása az akkumulátor számára vagy közvetlenül a hálózatról.
   Az online struktúra alapján nemcsak alacsony fogyasztású egyfázisú, hanem ipari háromfázisú UPS-eket is létrehoznak. A nagy fájlszerverek, orvosi berendezések, telekommunikáció áramellátásának folytonosságát kizárólag az UPS online struktúrája alapján hajtják végre.
4. Különleges típusú UPS... Más meghatározott típusú UPS-eket is használnak. Például egy ferrorezonáns szünetmentes tápegység. Ebben a szünetmentes tápegységben egy speciális transzformátor energia töltést halmoz fel, amelynek elegendőnek kell lennie a hálózatról az akkumulátorra történő kapcsolás idejére. Emellett egyes UPS-ek energiaforrásként egy szuper lendkerék mechanikai energiáját használják.

Az UPS főbb jellemzői.

1. Erő... Tápegységek: volt-amper (VA), watt (W), reaktív volt-amper (VAR). Emlékezzünk vissza, hogy van teljes S, aktív P és reaktív Q teljesítmény. A hatásköröket összekötő egyenlet
   S2 = P2 + Q2
   Aktív erő(W) hasznos munkára fordítják, reaktív (VAR) - nem végez hasznos munkát. Ennek megfelelően a látszólagos teljesítmény definíció szerint az a maximális teljesítmény, amelynek a forrásnak rendelkeznie kell ahhoz, hogy a terhelést a szükséges energiával biztosítsa. Az aktív teljesítmény és a teljes teljesítmény aránya mutatja a villamos energia felhasználásának minőségét, és ezt hívják teljesítménytényezőnek (PF):
   (izzólámpák, fűtőberendezések) PF = 1, a látszólagos teljesítmény megegyezik az aktív teljesítménnyel. Számítógépekre, mikrohullámú sütőkre, légkondicionálókra van számítási példa.
   Számítsa ki a számítógép szünetmentes tápellátását (két PC + két monitor). A számítógép teljesítményét könnyű megbecsülni, tudva, hogy az áramellátást milyen tápegységre tervezték. Indítsa el számítógépét 450 W-os tápegységekkel (aktív táp). PFC (angol teljesítménytényező-korrektor) nélküli tápegységgel rendelkező számítógép ismeretlen PF-jével a PF értéke 0,65. Hasonlóképpen feltételezzük, hogy a monitor PF értéke 0,65. A monitor aktív teljesítménye 50 W. Ennek eredményeként a fogyasztó teljes aktív teljesítménye (két munkahely)
   P = 450 + 50 + 450 + 50 = 1000 W
   Teljes teljesítmény (a 2. képletből):
   S = P / PF = 1000 / 0,65 = 1538 (VA).
   Ha a PC és a monitor tápegységeihez (PSU) teljesítménytényező-korrektor (PF = 1) van telepítve, akkor az S látszólagos teljesítmény megegyezik az aktívval.
   S = P = 1000 (VA)
   Számítógépes terhelés esetén a következő tények alapján számíthatja ki a tápellátás nélküli tápegységet:

• A számítógép tápegységei túlterhelés-védelemmel rendelkeznek. Más szavakkal, a PC nem lesz képes több energiát fogyasztani, mint a PSU deklarált teljesítménye.
• Tápellátás - maximális teljesítmény. Valójában nem terhelt üzemmódban (közvetlenül az indítás után) a PC-k energiájuk körülbelül 50% -át fogyasztják.

Eredmény.
Tehát a szükséges minimális UPS paraméterek:

• PFC nélküli tápegységgel rendelkező számítógépekhez - 1 kW / 1540 VA.
• PFC - 1kW / 1kVA tápegységgel rendelkező számítógépekhez.

Az első lehetőséghez az apc Smart-UPS C 2000VA szünetmentes tápegység (line-interaktív UPS 2kVA / 1,3 kW) alkalmas. A másodikra ​​- UPS Ippon Smart Winner 1500 (1,35 kW) vagy Eaton 5SC 1500 VA (1,05 kW).
A számítás során fontos figyelembe venni egy olyan terhelés rövid távú teljesítménynövekedését, mint például az elektromos motorok. Az indulás pillanatában a jelenlegi Istart ötször, hétszer magasabb, mint a névleges IN:
Istart = (5 ÷ 7) * Iн

Az alkalmazás jellemzői.

A fűtőkazán szünetmentes tápegységei, valamint a gázkazánok szünetmentes tápegységei a nulla vezető működési módjaihoz kapcsolódnak. Gyakran a kazán automatizálása megköveteli a hálózat semleges csatlakozását. Az a tény, hogy az égő lángvezérlő áramköre a földhöz van csatlakoztatva, és a négyvezetékes 220 V-os hálózatban a semleges vezető és a kazán földje véglegesen fizikai testen keresztül lezárul. Ha azonban a semleges megszakad, vagy ha a fogyasztó nulla mechanikusan lekapcsolódik az ellátó hálózat nulláról (az offline UPS autonóm működése), a lángszabályozó áramkör megszakad. A probléma megoldására a következő megoldások lehetségesek:

következtetések

A szünetmentes tápegység kiválasztásának kiindulópontja a terhelés jellegének meghatározása (UPS számítógéphez, kazánok fűtéséhez ...). A felelős fogyasztók és a váltakozó áramú motorokat tartalmazó eszközök számára a drága és funkcionális online UPS-t kell választania. Számítógépekhez és irodai berendezésekhez olcsóbb line-interaktív vagy hátsó IPB alkalmas. A következő választás az UPS teljesítményének és akkumulátorának futási idejének kiszámítása. Biztosítanod kell az "áthaladás" nulla használatának lehetőségét is. A végső megoldás kialakításánál figyelembe kell venni a márkák népszerűségét a piacon: az APC vezetője az összes értékesítés mintegy 50% -át birtokolja, ezt követi az Ippon, az Eaton Powerware, a Powercom jelentős különbséggel.

Mielőtt új UPS-t vásárolna, meg kell ismerkednie működésének néhány "belső" aspektusával. És annak biztosítása érdekében, hogy szünetmentes tápegysége a lehető legtovább szolgálja Önt, és a befektetése a lehető leghatékonyabb legyen, próbálja meg betartani az alábbi tippeket.

Milyen elemeket használ az UPS

Az APC (és más ismert nagy UPS-gyártók) által gyártott UPS-ek ólomakkumulátorokat használnak, nagyon hasonlóak a leggyakoribb autóakkumulátorokhoz. A különbség az, hogy ha hasonló összehasonlítást akarunk tenni, akkor az APC által használt akkumulátorok ugyanazon technológiával készülnek, mint a ma kapható legdrágább autóakkumulátorok: a benne lévő elektrolit gél állapotú és nem ömlik ki, ha a tok megsérült; az akkumulátor lezárva van, ennek következtében nem igényel karbantartást, működés közben nem bocsát ki káros és robbanásveszélyes gázokat (hidrogént), tetszés szerint "megfordíthatja", az elektrolit kiömlésétől való félelem nélkül.

Mennyire tartósak az UPS akkumulátorai

Bár a különböző UPS-ek látszólag ugyanazt az akkumulátortechnológiát használják, az egyes gyártók akkumulátor-élettartama nagyon eltér. Ez nagyon fontos a felhasználók számára, mivel az elemcsere drága (az UPS kezdeti költségének akár 30% -a). Az akkumulátor meghibásodása csökkenti a rendszer hatékonyságát, és leállást és felesleges fejfájást okoz. Az akkumulátor megbízhatóságát jelentősen befolyásolja a hőmérséklet. Az a tény, hogy az akkumulátor öregedését okozó természetes folyamatok nagyrészt hőmérsékletfüggőek. Az akkumulátorgyártók által rendelkezésre bocsátott részletes vizsgálati adatok azt mutatják, hogy az akkumulátor élettartama 10% -kal csökken minden 10 ° C-os hőmérsékletemelkedés esetén. Ez azt jelenti, hogy az UPS-t úgy kell megtervezni, hogy minimalizálja az akkumulátorok fűtését. Minden online UPS és online hibrid forrás melegebben működik, mint a készenléti vagy a vonal-interaktív UPS (ezért először a ventilátorra van szükség). Ez a legfontosabb ok, amiért a készenléti és a vonalinteraktív UPS-eknek kevesebb akkumulátorcserére van szükségük, mint az online UPS-eknek.

Figyeljen-e a töltő kialakítására az UPS kiválasztásakor?

A töltő az UPS alapvető eleme. Az akkumulátorok feltöltésének feltételei jelentősen befolyásolják azok élettartamát. A UPS akkumulátorának élettartama maximalizálódik, ha folyamatosan töltjük állandó feszültségű vagy úszófeszültségű töltőből. Valójában az újratölthető akkumulátor élettartama sokkal hosszabb, mint az egyszerű tárolás. Ennek oka, hogy a természetes öregedési folyamatok egy részét gátolja az állandó újratöltés. Ezért akkor is szükséges az akkumulátor feltöltése, ha az UPS ki van kapcsolva. Sok esetben az UPS-t rendszeresen kikapcsolják (ha a védett terhelést lekapcsolják, akkor nincs szükség az UPS-t bekapcsolva tartani, mert az megszakadhat és az akkumulátor nem kívánt elhasználódását okozhatja). A kereskedelemben kapható UPS-ek közül sok nem nyújt fontos csepegtető funkciót.

A feszültség befolyásolja a megbízhatóságot?

Az elemek egyedi cellákból állnak, egyenként körülbelül 2 V-os. A nagyobb feszültségű akkumulátor létrehozásához az egyes cellákat sorba kell kötni. Egy 12 voltos akkumulátornak hat cellája van, a 24 voltos akkumulátorának 12 cellája van, és így tovább. Amikor az akkumulátor csepegtető töltés alatt áll, mint az UPS rendszerekben, az egyes cellákat egyszerre töltik fel. A paraméterek elkerülhetetlen szóródása miatt egyes cellák nagyobb részt vállalnak a töltési feszültségből, mint mások. Ez az ilyen elemek idő előtti öregedését okozza. A sorba kapcsolt elemek csoportjának megbízhatóságát a legkevésbé megbízható elem megbízhatósága határozza meg. Ezért, ha az egyik elem meghibásodik, az akkumulátor egésze meghibásodik. Bebizonyosodott, hogy az öregedési folyamatok sebessége közvetlenül függ az akkumulátor celláinak számától, ezért az öregedési ráta növekszik az akkumulátor feszültségének növekedésével. A legjobb típusú UPS-ek kevesebb nagyobb teljesítményű elemet használnak alacsonyabb kapacitású elemek helyett, ezáltal növelve a megbízhatóságot. Egyes gyártók nagyfeszültségű akkumulátorokat használnak, amelyek egy adott teljesítményszint mellett lehetővé teszik a vezetékek és a félvezetők számának csökkentését, ezáltal csökkentve az UPS költségeit. A tipikus, kb. 1 kVA teljesítményű UPS-ek akkumulátorfeszültsége 24 ... 96 V. Ennél a teljesítményszintnél az APC UPS, különösen a Smart-UPS család akkumulátorai nem haladják meg a 24 V-ot. Alacsony feszültségű elemek Az APC által gyártott UPS-eknél az élettartamuk hosszabb, mint a versenytársaké. Az APC akkumulátorok átlagos élettartama 3-5 év (a hőmérsékleti körülményektől, a kisütési / töltési ciklusok gyakoriságától függően), míg egyes gyártók csak 1 év élettartamot jeleznek. A UPS 10 éves élettartama alatt egyes felhasználók kétszer annyit költenek az akkumulátorokra, mint magára a készülékre! Míg a gyártó számára könnyebb és olcsóbb egy UPS-t nagyfeszültségű akkumulátorok felhasználásával megtervezni, a felhasználónak rejtett költségei vannak az UPS rövidebb élettartama formájában.

A "hullámzó" áram miért csökkenti az akkumulátor élettartamát

Ideális esetben az UPS akkumulátorát mindig úszó vagy csepegtető töltésen kell tartani, hogy maximalizálja a használati időt. Ilyen helyzetben a teljesen feltöltött akkumulátor kis mennyiségű áramot merít a töltőből, ún. Úszó vagy ön töltő áramot. Az akkumulátorgyártók ajánlásai ellenére egyes UPS rendszerek emellett hullámzó áramoknak teszik ki az elemeket. A hullámáramok azért fordulnak elő, mert az inverter, amely váltakozó áramot szolgáltat a terheléshez, egyenáramot von le a bemeneten. Az UPS bemenetén található egyenirányító mindig hullámáramot termel. Az együttható a legfejlettebb egyenirányító és hullámcsökkentő áramkörök esetén is nulla értéken marad. Ezért az egyenirányító kimenetével párhuzamosan csatlakoztatott akkumulátornak némi áramot kell adnia azokban a pillanatokban, amikor az egyenirányító kimenetén az áram csökken, és fordítva - feltöltődni, ha az egyenirányító kimenetén az áram csökken. Ez kis kisütési / töltési ciklusokat okoz, amelyek jellemzően megegyeznek az UPS működési frekvenciájának kétszeresével (50 vagy 60 Hz). Ezek a ciklusok elhasználják, felmelegítik és idő előtt megöregednek.

Készenléti állapotban lévő akkumulátorral rendelkező UPS-ben, például klasszikus készenlétben, ferrorezonáns készenlétben, vonal-interaktív állapotban, az akkumulátort nem érinti hullámáram. Az online UPS akkumulátor különböző mértékben (a kiviteli jellemzőktől függően), de ennek ellenére mindig ki van téve nekik. Annak megállapításához, hogy vannak-e hullámáramok, elemezni kell az UPS topológiáját. Egy online UPS-ben az akkumulátort a töltő és az inverter közé helyezik, és mindig hullámzó áramok vannak. Ez a klasszikus, "történelmileg" a legkorábbi típusú online kettős konverziós UPS. Ha egy on-line UPS-ben az akkumulátort egy vagy más típusú blokkoló dióda, átalakító vagy kapcsoló választja el az inverter bemenetétől, akkor nem lehet hullámzó áram. Természetesen ezekben a kialakításokban az akkumulátor nem mindig csatlakozik a hurokhoz, ezért a hasonló topológiájú UPS-t általában hibridnek nevezik.

Amire nem támaszkodhat egy UPS-ben

Az akkumulátor a legkevésbé megbízható elem a legtöbb jól megtervezett UPS rendszerben. Az UPS architektúrája azonban befolyásolhatja ennek a kritikus komponensnek az élettartamát. Az akkumulátor töltöttségi szintjének fenntartása akkor is, ha az UPS ki van kapcsolva (ahogy az az összes APC által gyártott UPS-ben történik), növeli az élettartamát. Az UPS kiválasztásakor kerülni kell a magas akkumulátorfeszültségű topológiákat. Vigyázzon az UPS-ekre, ahol az akkumulátor hullámos áramoknak vagy túlmelegedésnek van kitéve. A legtöbb UPS rendszer ugyanazt az akkumulátort használja. A különböző rendszerek UPS rendszerei közötti tervezési különbségek azonban jelentős különbségeket okoznak az akkumulátor élettartamában és ezáltal az üzemeltetési költségekben.

Az új UPS első használata előtt mindig töltse fel az akkumulátorokat.

Az új UPS akkumulátorai a szállítás és a raktárban történő tárolás során természetesen elveszítették a "gyári" töltés legnagyobb részét. Ezért, ha az UPS-t azonnal terhelés alá helyezi, az elemek nem képesek biztosítani a megfelelő szintű áramellátást. Ezenkívül az önellenőrzési rutin, amely minden alkalommal automatikusan fut, amikor az UPS (a Back-UPS kivételével) be van kapcsolva, ellenőrzi, hogy az akkumulátor képes-e megbirkózni a terheléssel. És mivel egy töltés nélküli akkumulátor nem képes kezelni a terhelést, a rendszer jelentheti, hogy az akkumulátor hibás és cserére szorul. Ilyen helyzetben csak annyit kell tennie, hogy hagyja az akkumulátorokat feltöltődni. Hagyja 24 órán át csatlakoztatni az UPS-t. Ez az első alkalom, hogy az elemeket feltöltik, így hosszabb ideig tart, mint az adatlapban leírt szokásos töltés. Előfordulhat, hogy maga az UPS ki van kapcsolva. Ha az UPS-t hideg helyről hozta, hagyja néhány órán át szobahőmérsékleten felmelegedni.

Csak azt a terhelést csatlakoztassa az UPS-hez, amely valóban szünetmentes tápellátást igényel

Az UPS használata csak akkor indokolt, ha az áramkimaradás adatvesztéshez vezethet - személyi számítógépekben, szerverekben, hubokban, útválasztókban, külső modemekben, adatfolyam-továbbítókban, lemezmeghajtókban stb. A nyomtatókhoz, szkennerekhez és még inkább a világító lámpákhoz nincs szükség UPS-re. Mi történik, ha a nyomtató áramellátása csökken nyomtatás közben? Egy papírlap romolni fog - értéke nem hasonlítható össze az UPS költségeivel. Ezenkívül a szünetmentes tápegységhez csatlakoztatott nyomtató az akkumulátorra váltáskor elfogyasztja az energiát, elvéve azt a számítógépről, amelyre valóban szüksége van. Az áramkimaradás következtében elveszhetõ információkat nem hordozó kisütések és interferencia-berendezések elleni védelemhez elegendõ túlfeszültség-védõt (például APC túlfeszültség-levezetõ) vagy jelentõs feszültségingadozás esetén használni. a hálózatban egy hálózati stabilizátor.

Ha a forrás gyakran vált akkumulátor üzemmódba, ellenőrizze, hogy megfelelően van-e konfigurálva. Előfordulhat, hogy a válaszküszöb vagy érzékenység túlságosan megterhelő.

Tesztelje az UPS-t. Az önellenőrzés időszakos futtatásával mindig biztos lehet benne, hogy UPS-je teljes mértékben működik.

Ne húzza ki az UPS-t a fali aljzatból. Kapcsolja ki az UPS-t az előlapon található gomb segítségével, de csak akkor húzza ki a tápkábelt, ha hosszabb ideig hagyja. Az APC UPS kikapcsolt állapotban is tölti az akkumulátorokat.

ComputerPress 12 "1999